Одноканальное устройство для управления выпрямителем Советский патент 1982 года по МПК H02P13/24 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразователям электрической энергии, и может быть .использовано при построении систем управления вентильнь ми преобразовате лями. Известны одноканальные устройства для управления выпрямителями, содержащие формирователи фазирующих и синхронизирующих импульсов и распределитель импульсов Cl 3 - . Общим недостатком этих устройств является отсутствие оперативного кон роля режима фазирования во всем трак те обработки управляющих последовательностей и невозможность устранения влияния помех случайного характе ра на элементы тракта. Наиболее близким по технической сущности является одноканальное устройство для управления выпрямителем, содержащее блок управляемой задержки с фазирующим и синхронизирущим выходами и входом для подключения сигнала управления, блок выделения огибающей выходного напряжения выпрямителя, выход которого подключен к соответствующим входам блока подавления ложных синхроимпульсов и блока регенерации подавленных синхроимпульсов, каждый из которых имеет фазирующий, синхронизирующий, блокирующий входы и входы для подключения сигнала управления и сигнала с указанного блока выделения огибающей, а также фазирующий и синхронизирующий выходы, распределитель импульсов, входы которого подключены к фазирующему и синхронизирующему выходам блока регенерации подавленных синхроимпульсов, фазирующий и синхронизирующий входы которого подключены к одноименным входам блока подавления ложных синхроимпульсов 5 J.. Недостатком известного устройства является помехозащищенность в динами чески напряженных режимах управления, а также оно не защищает отдельные узлы схемы от непосредственного воздействия помех на отдельные элементы схемы, а устраняет суммарную реакцию выпрямителя на нарушения в уст(эойстве управления. Цель изобретения - повышение поме хоустойчивости одноканального устрой ства для управления выпрямителем в д намически напряженных режимах на основе сравнительного анализа динамических составляющих сигнала управления и огибающей выходного напряжения выпрямителя. Поставленная цель достигается тем что одноканальное устройство для управления выпрямителем, содержащее блок управляемой задержки с фазирующим и синхронизирующим выходами и входом для подключения сигнала управления, блок выделения огибающей выходного напряжения выпрямителя, вьг ход которого подключен к соответст- . .вующим входам блока подавления ложных синхроимпульсов и блока регенерации подавленных .син; ;роимпульсов, каждый из которых имеет фазирующий, синхронизирукнций, блокирующий входы и входы для подключения сигнала управления и сигнала с блока выделения огибающей , а также фазирующий и синхронизирующий выходы, распределитель и,мпульсов, входы которого подключены к фазирующему и синхронизирующему выхо дам блока регенерации подавленных синхроимпульсов, фазирующий и синхро низирующий входы которого подключены к одноименным входам блока подавлени .ложных синхроимпульсов, снабжено интегратором, делителем напряжения, элементами сравнения по максимуму и минимуму с инвертирующими и неинвертирующими входами, формирователями интервала запрета и разрешающего интервала со входами управления и запуска, компараторами по максимуму и по минимуму, двумя элементами И и эл ментом ИЛИ, причем неинвертирующий вход элемента сравнения по максимуму инвертирующий вход элемента сравнени по минимуму и вход интегратора предназначены для подключения сигнала уп равления, выход интегратора подключен к инвертирующему входу элемента сравнения по максимуму и входу делителя, выход которого подключен к неинвертирующему входу элемента сраане ния по минимуму, выход элемента срав нения по максимуму подключен ко вхоцу управления формирователя интервала запрета и ко входу компаратора по максимуму, выход элемента сравнения по минимуму подключен ко входу управления формирователя разрешающего интервала и ко входу компаратора по минимуму, выходы компараторов по мак,симуму и минимуму подключены соответ ственно к первому и второму входам элемента ИЛИ, выход которого подклю1чен к блокирующим входам блоков подавления ложных синхроимпульсов и ре;генерации подавленных синхроимпульсов, фазирующий выход блока управляемой Ьадержки через первый вход первого Элемента И подключен к фазирующему входу блока подавления ложных синхроимпульсов, синхронизирующий выход блока управляемой задержки - ко входу запуска формирователя интервала запрета и первому входу второго элемента И, выход которого подключен к синхронизирующему входу блока подавления ложных импульсов, выход формирователя интервала запрета подключен ко входу запуска формирователя разрешающего интервала, выход которого подключен ко второму входу первого элемента И и второму входу второго элемента И. На фиго 1 показана схема устройства для одноканального управления выпрямителем; на фиг. 2 а-г и 3 а-гэпюры напряжений, поясняющие работу устройства в описываемых режимах. Устройство содержит блок 1 управляемой задержки с фазирующим и синх-ронизирующим выходами и входом сигнала управления, блок 2 выделения огибающей, блок 3 подавления ложных синхроимпульсов и блок 4 регенерации подавленных синхроимпульсов со входами блокирования, распределитель 5 импульсов, интегратор 6 с делителем 7 напряжения, элементы сравнения по максимуму 8 и по минимуму 9, компаратор 10 по максимуму, формирователь 11 интервала запрета и формирователь 12 разрешающего интервала, компаратор 13 по минимуму, элемент ИЛИ 14, первый элемент И 15 и второй элемент И 1б. Вход сигнала управления подключен к неинвертирующему входу элемента 8 сравнения по максимуму, инвертирующему входу элемента 9 сравнения по минимуму и входу интегратора 6. Выход интегратора 6 подключен непосредственно к инвертирующему входу элемента 8 сравнения по максимуму, а к инвертирующему входу элемента 9 сравнения по минимуму - через делитель 7 напря5 , 9 жения. Выход элемента 8 сравнения по максимуму соединен со входом компара тора 10 и входом управления, формирователя 11 интервала запрета, выход которого присоединен ко входу запуск формирователя 12 разрешающего интервала. Выход последнего подключен ко второму входу первого элемента И IS и первом,у входу второго элемента И 16, Выход элемента 9 сравнения по минимуму соединен со входом управления формирователя 12 разрешающего интервала и входом компаратора 13 по минимуму, выход которого подсоединен ко второму входу элемента ИЛИ И, Выход компаратора 10 по максимуму че рез первый вход элемента ИЛИ 14 с его выхода подключен ко входам блокирования блока 3 подавления ложных синхроимпульсов и блока 4 регенерации подавленных синхроимпульсов. Фазирующий выход блока 1 управляемой задержки соединен с фазирующим входом блока 3 подавления ложных синхро импульсов через второй вход второго элемента И 16 с его выхода, а синхронизирующий выход того же блока соединен со входом запуска формирователя 11 интервала запрета и через первый вход первого элемента И 15 с его выхода - с синхронизирующим входом блока 3 подавления ложных синхро импульсов 3. Устройство работает следующим образом.При отсутствии воздействия помех на устро.йство блок 2 выделения огиба ющей формирует на выходе сигнал, который задает для блока 3 подавления ложных импульсов и блока 4 регенерации подавленных синхроимпульсов режим ретрансляции импульсов с выходов блока 1 управляемой задержки на распределитель 5 импульсов, обеспечи вая требуемый режим фазирования схемы, При работе устройства в указанном режиме элементы 6-9 выполняют операцию выделения динамических составляющих сигнала управления Ц „После ийтегрирования сигнал И поступает на инвертирующий вход элемента 8 сравнения по максимуму и через делитель на неинвертирующий вход элемента 9 сравнения по минимуму. На противоположные входы элементов 8 и 9 сравнения поступает непосредственно сигнал управления. Для выделения динамических составляющих элементы 8 и 9 66 сравнения,осуществляя сравнение сигнала его интегрированным значением в зоне 2л(}, выполняют функцию двухуровневого компаратора. При от-, клонении сигнала управления U за зону выходе одного из элементов сравненияj например на выходе элемента 8, в момент -t Ч фиг, 2 а,б/ при возрастании сигнала U/, появляется сигнал динамической составляющей, Подобным образом выделяется сигнал динамической составляющей (J противоположного знака на выходе элемента 9 сравнения Ширина зоны 2й(} выбирается из условия достижения требуемой помехоустойчивости при сохранении заданного быстродействия устройства управления в целом., Полученные сигналы поступают на комтараторы 10 и 13, формирующие сигна1лы блокирования, которые после суммирования элементом ИЛИ 14 .поступают на блокировку блоков 3 и 4. В результате в динамически напряженных режимах управления, независимо от наличия или отсутствия noMeXj которые могут быть оценены блоком 2 выделения огибающей как нарушения фазирования, происходит блокировка блоков 3 и 4. Это означает, что указанные блоки работают в режиме ретрансляции синхроимпульсов с блока управляемой задержки, не генерируя подавляемых импульсов и не подавляя ложных импульсов. Переходной процесс управления заканчивается в момент tj, а через интервал &t2 ( 1 2 снимается б Г1Экировка блоков 3 и 4. Подобным же образом снимается блокировка и S момент t| . Сигналы с выхода элементов В и 9 сравнения поступают на входы управления 11 и 12 формирователей. Формирователь 11 ин P a запрета запускается синхроимпульсами от синхронизирующего выхода блока 1, формируя импульсы длительностью t, которые запускают спадом импульса формирователь 12 разрешающего интервала,. Формируемый на выходе сигнал, длительностью Tj, определяет разрешающий интервал, в течение которого обеспечивается прохождение сигналов с выходов блока 1. В паузе между импульсами Тп элементы 15 и 16 блокируют прохождение сигналов помех. Длительность интервала (,j определяет помехоустойчивость устройства и его динамические свойства и выбирается в зависимости от требуемых параметров. В динамических режимах сигналы с элементов 8 и 9 сравнения, воздействуя на формирователи 11 и 12, изменяют длительность интервала запрета Т и разрешаю1ие(ГО интервала Cg (фиг. 3 а-г ). При нарастании сигнала управления и Злемент 8 сравнения по максимуму воздей ствует на вход управления формирователя 11 таким образом, что длитель ность интервала Т-, уменьшается, а на чало разрешающего интервала Т смеща ется влево по оси uj-t на велинину этого изменения Зтим обеспечивается перемещение разрешающего интервала в зону формирования очередного синхроимпульса, которая определя,ется изменением сигнала управления U . При снижении сигнала управления Ц. элемент 9 сравнения по мин|Тмуму . воздействует она вход управлеИ ия формирова еля 12 таким образом, что длительность разрешающего интервала 2 увеличивается, а длительность интервала запрета IT-, остается неизменной и соответствует уровню статической помехоустойчивости. Расширение разрешающего интервала Тп в соот ветствии с изменением сигнала управления Uj обеспечивает прохождение оче редного синхроимпульса с блока 1 в блок Зо Рассмотренные процессы в устройст ве протекают в условиях динамических режимов управления при отсутствии по мех. При появлении помех, воздейству щих на блок 1 управляемой задержки и распределитель 5 импульсов, работа блока 2 выделения огибающей не отличается от работы известного устройст ва управления Воздействуя на блоки и Ц подавления и регенерации, сигнал блока 2 устраняет реакцию вентильног преобразователя на- помеху В отличие от известного устройства, предлагаемое решение позволяет уменьшить дли тельность вероятного поражения помехой с величины, равной длительности интервала дискретности, до длительности разрешающего интервала 2 Это позволяет повысить стабильность выхо ных параметров управляемых выпрямителей {в частности, регулировочных характеристик), улучшить качество пр образованной 1энергии и снизить влияние выпрямителей на питающую сеть, Это достигается снижением уровня неканонических гармоник в составе выпрямляемого напряжения в результате повышения стабильности фазирования, в условиях помех Предлагаемое устройство мржет быть применено в выпрямителях в составе корабельных грузоподъемных механизмов, питаемых от бортовых сетей соизмеримой мощности. В этом случае мбщность автономной питающей сети не является ограничением для совместной работы двух и более выпрямителей в несогласованных режимах управления с высоким уровнем динамических составляющих Допустимое соотношение мощностей питающей сети и выпрямителя может быть снижено до 10,.12 вместо применяемого сейчас в ряде случаев до 250-320 Формула изобретения Одноканальное устройство для упЬавления выпрямителем, содержащее рлок управляемой задержки с фазирующим и синхронизирующим выходами и входом для подключения сигнала управления, блок выделения огибающей выходного напряжения выпрямителя выход которого подключен к соответ- ствующим входам блока подавления ложных синхроимпульсов и блока регенерации подавленных синхроимпульсов, каждый из которых имеет фазирующий, синхронизирующий , блокирующий входы и входы для подключения сигнала управления и сигнала с блока выделения огибающей, а также фазирующий и синхронизирующий выходы, распределитель импульсов, входы которого подключены к фазирующему и синхронизирующему выходам блока регенерации подавленных синхроимпульсов, фазирующий и синхронизирующий входы которого подключены к одноименным выходам блока подавления ложных синхроимпульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, оно снабжено интегратором, делителем напряжения, элементами сравнения по макси{ уму и минимуму с инвертирующими и неинвертирующими входами, формирователями интервала запрета и разрешающего интервала с входами управления и запуска, компараторами по максимуму и по минимуму, двумя элементами И и элементом ИЛИ, причем неинвертирующий |вход элемента сравнения по максимуму, инвертирующий вход-элемента сравнеViMfl ПО минимуму и вход интегратора предназначены для подключения сигнала управления, выход интегратора подключен к инвертирующему входу элемента сравнения по максимуму и входу делитёля, выход которого подключен к неинвертирующему входу элемента сравнения по минимуму, выход элемента сравнения по максимуму подключен к входу управления формирователя интервала запрета и к входу компаратора |по максимуму, выход элемента сравнени по минимуму подключен к входу управления формирователя разрешающего интервала и к входу компаратора по минимуму, выходы компараторов по максимуму и минимуму подключены соответственно к первому и второму входам элемента ИЛИ, выход которого подключен к блокирующим входам блоков подав ления ложных синхроимпульсов и регенерации подавленных синхроимпульсов, фазирующий выход блока управляемой за держки через первый вход первого элемента И подключен к фазирующему входу блока подавления ложных синхроимпульсов, синхронизирующий выход блока управляемой задержки подключен к вхо98610 Г ду запуска формирователя интервала запрета и первому входу второго элемента И, выход которого подключен к синхронизирующему входу блока подав ления ложных импульсов, выход формирователя .запрета подключен к вЯоду запуска формирователя разрешающего интервала, выход которого подключен к второму входу первого элемента И и второму входу второго элемента И. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР № , кл. Н 02 Р 1/08, 1971. 2.Авторское свидетельство СССР tr , кл, Н 02 Р 13/16, 1971. 3.Авторское cвидeteльcтвo СССР № 332555, кл, Н 02 Р 5/02, 1971. о ДудченкоИ., Магазинник Г. Система импульсно-фазового управле ния тиристорными преобразователями с высокой степенью симметрии импульсов, - Сб. Электротехническая про|« 1шленность, 1968, вып, 300, 10-11. 5. Авторское свидетельство СССР tf 600688, кл. Н 02 Р 13/16, 1978,

0

Cl/

Фия.1